城市中心热环境与空间形态设计及耦合机理

1）运河沿岸热环境实测

杭州是夏热冬冷的亚热带季风气候，具有四季分明、温和湿润、春秋较短、冬夏较长的气候特征。方案设计过程中始终关注城市规划与气候的关系，不但对建筑热性能作了相关引导，而且更多地从外部空间热环境进行模拟研究，通过调整建筑同运河的关系，旨在得到夏季热环境较为舒适的外部热舒适度。

在项目实地勘察阶段，对运河沿岸空气温度进行实测，运用GIS平台将实测数据进行等值线特征分析（如图6-4右图），城市中心区平均温度普遍高于郊区，运河沿岸共出现六个主要热岛，其中西湖文化中心、武林广场段热岛强度最高，与郊区温差达3.4℃，其余五个高温集聚区域是拱宸桥东侧广场、新塘路、运河新城、塘栖及西侧工业区。杭州夏季高温高湿的气候环境，使得外部空间在一定程度上很不舒适。在这种条件下，只有提高空气流动和减少白天太阳辐射，才有可能改善外部空间热舒适度。

2）ENVI-met模拟

运用ENVI-met软件对1km2京杭运河杭州段管家漾商务港区方案热环境进行模拟分析。如图6-5右图，建立200m×2000m网格，详细建立建筑形态、植被分布、下垫面地表特征模型（水体、土壤、浅色铺地、沥青路面等）。模拟日期选择为6月23日早晨6点，初始温度为26℃，风向条件为东南来风，10m高度处风速为1m／s，选择中午14点模拟结果进行进一步分析。

图6-6行人高度处14点空气温度和地表温度模拟结果显示运河周边水体及绿地温度低于其他区域，高速公路等大面积沥青路面处为高温区域。运河及绿地由于水分的蒸腾作用，潜热释放较大，起到降温作用。从图6-7湿度分布图可以看出运河上方相对湿度最大，南部集中在绿地上方相对湿度也较大，而沥青路面上方相对湿度最小。从图6-8风速分布图可以看出商务区内部风速较小，运河等开敞空间风速较大，运河是主要的通风廊道，有利于通风降温和污染物扩散，而运河支流朝向更迎合了东南向的主导风向，在高层建筑边缘处出现最大风速。从图6-8平均辐射温度分布图可以看出沥青路面温度最高，树木植被下方遮阳效果明显，温度甚至低于水体表面。

图6-6　管家漾商务区夏季14点行人高度处空气温度和地表温度

＊资料来源：作者自绘

图6-7　管家漾商务区夏季14点行人高度处潜热量和空气相对湿度(www.xing528.com)

＊资料来源：作者自绘

图6-8　管家漾商务区夏季14点行人高度处风速和平均辐射温度

＊资料来源：作者自绘

对已有方案进行优化，在大范围绿地、板式居住高层等区域设置少量景观水体，如图6-9所示，由于水体蒸腾作用显著，白天局部空气温度又有所下降。

图6-9　局部增加水体及地面反照率材质前后空气温度对比

＊资料来源：作者自绘

对于杭州运河沿岸管家漾商务港区的城市设计我们必须认识到，这种老港区、老工业在我国存在很大数量和规模，“退二进三”的功能置换是一种可持续的城市更新方式。而老港区、工业基地的优秀历史建筑、特色格局、古树是地域文脉的延续，同时保留这些历史空间，从物理环境方面而言，使得场地有了更加灵活的适应性，如天空可视度多样性、夜间冷空气集聚、白天遮阳环境等。设计除了对外部空间热环境进行了回应，还综合考虑了噪声环境、垃圾管理、空气污染等其他负面环境影响。